摘要：煤炭资源在我国分布十分广泛，储量也很丰富，但是许多煤层在开采过程中都有许多难以克服的困难，其中尤以“三下”煤层问题居多。“三下”煤层由于其所处的地理位置以及周边地理情况，在开采过程中容易产生不可预估的风险。
关键词：三下采煤技术；应用现状；发展趋势
1“三下”采煤技术的概念
通常而言，“三下”采煤技术指的是针对建筑物下、铁路下、水体下的一种采煤技术。这是因为在地球煤炭资源中，传统的粗放式开采使得大量煤矿遭受浪费，煤炭资源日趋枯竭。但是“三下”的趋于煤矿采集活动现阶段还尚未大规模进行，“三下”的采煤技术也尚未成熟和完善。具体来说，“三下”中的建筑物下指得是诸如城镇村庄以及公民建筑物之下的煤矿进行采集；针对铁路建筑物下的煤矿进行采集；针对江河湖泊、水库以及灌溉渠等水体下进行煤矿开采。所以，“三下”采煤技术就是结合建筑物下、水体下、铁路下未开采煤矿区域特点，根据实际采煤需求进行的采煤活动，进而将这部分闲置（尚未开采）煤矿资源充分利用起来。
2“三下”采煤技术的应用现状
2.1建筑物下采煤
“三下”煤层中建筑及道桥下煤层占60%多，所以建筑物下采煤量的多少与“三下”煤层总采煤量有直接关系。在建筑物及道桥下开采时需要根据建筑物结构、建筑物和道桥受力状况以及可能遭受的一些破坏程度，正确选取采煤方法，加强对建筑物和道桥结构的保护措施，或者采用离层注浆措施对覆岩进行加固来减少对地表面的影响。目前建筑物下采煤技术主要有房柱式开采技术、条带开采技术、限厚开采技术、填充开采技术等等，其中房柱式与填充采煤技术应用较为广泛。
①房柱式开采技术，该技术是在煤层开采过程中，在煤层内部掘进出5～7m宽的煤房，再将这些巷道联通最终连接成一个整体成为一个数米不等的长条形煤柱。煤柱尺寸的设计具体需要根据煤层大小的实际情况，进行精确计算以确保煤柱所需要提供的足够支撑力，以保障安全稳定性同时不至于浪费资源。
②填充采煤技术是指在煤层掘进过程中，在工作面后的采空区内利用矸石、煤粉煤灰及沙石等材料进行填充，来支护上覆岩层，进而保障地表变形。填充开采技术与传统方式相比能够对采空区起到保护，避免了先破坏再治理的恶习。
2.2铁路下采煤
铁路下采煤时，不仅采动使地表移动对铁路产生影响;而且列车的运行也会对线路产生影响，即铁路线路的双重作用使其比在一般建筑物下采煤变得更加复杂。铁路下采煤，应积极采取合理有效的技术措施来防止地表突然下沉，并尽量减少地表下沉，以利于线路的维修，确保列车运行安全。主要有以下技术措施:
①防止地表突然下沉。铁路位于煤层露头附近，或铁路下有浅部煤层，查明其采动、填实和积水情况；煤层上方有老空区、石灰岩层时，采用充填、注浆法填实空间和排水，以防止采动影响地表突然下沉。开采急斜煤层时，在露头处留设足够的煤柱，防止上部煤柱的抽冒。开采厚煤层时，应采用分层开采的方法，并适当减少第一、二分层厚度。顶板坚硬时，采用人工强制放顶法，以防止大面积冒顶引起地表突然下沉。②合理布置工作面。铁路下开采，应将工作面布置在铁路的正下方，并尽量使工作面推进方向与铁路线纵向方向一致，使线路处于移动盆地的主断面上，以减少线路的横向变形。③减少地表下沉。采用全部充填法是减少地表下沉最有效的方法，其次是采用房柱式和条带开采法。若采用长壁采煤法，要有足够大的采深和采厚比。⑤消除和减少地表变形的叠加。采用无煤柱
完全开采、分层顺序开采以及协同开采等，可消除与减轻地表变形的叠加，从而减少地表变形对铁路的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3水体下采煤技术分析
水体下采煤技术多样，主要可以分为间歇式开采技术、疏水降压开采技术和水体下充填开采技术等。间歇式开采技术又可以分为分层间歇开采和分段间歇开采，在倾斜厚煤层中一般采用倾斜分层开采，而在急倾斜煤层中一般采用水平分层开采。疏水降压开采技术一般是在采前或采中使用巷道和钻孔的方式来疏干或降低开采区域的水位，使其达到满足安全开采的要求。当开采区域环境处于全砂含水状态时，可以采用回采疏降技术，借助回采工作面的自然水降低水位，或是
按照先深后浅的模式进行开采。水体下填充开采技术是为了防止采空区发生落石崩塌等意外情况而采取的开采技术。
2.4承压水体上采煤技术的现状
承压水体上采煤技术也被称为“一上”采煤技术。在应用过程中首先应当探明煤矿采集区域内的水文地质特征，诸如隔水层和含水层的赋存特征、盐溶发育分布规律，承压水的赋存补给水源、径流等。其次，在开采之前还应针对煤层水体和所在区域地质规律进行分析，针对承压水体威胁煤层进行及时规划和处理。现阶段在承压水体上采煤技术的应用过程中还需采取一定的安全技术措施，诸如减小巷道交叉点、穿过断层、采区间留设隔离煤柱等。与此同时，在开采过程中一定要提前进行探水活动，设置井上水文工程设施，尽量掌握承压水的变化和动态。
3“三下”采煤技术的发展趋势分析
3.1矸石填充采煤技术探析
矸石是采煤过程中所产生的固体废弃物，其被利用到矸石填充技术中，因此该技术不仅成本较低、经济性及应用效果较高，具有很好的推广应用前景。矸石填充的方式多种多样，主要包括自留填充、人工填充、机械填充和风力填充等。就目前实际情况而言，机械矸石填充技术应用范围最广，根据其具体工作面采煤工艺的不同，又可以分为普通机械化矸石填充技术和综合性机械化矸石填充技术，普通机械化矸石填充技术一般是采用专门的机械，将矸石投进采空区达到填充目的。综合性机械化矸石填充技术一般是在综合机械化的采煤工作面上，在采煤进行的同时实现采空区域的矸石填充工作。综合性机械矸石填充技术相对普通机械化矸石填充技术而言，系统综合性及机械化程度均较高。
3.2覆岩离层灌浆与大条带间歇采煤技术
覆岩离层灌浆是在地面上设立灌浆设备，在煤层开采后，上覆岩层经过移动而形成离层空间，在地表打钻孔到覆岩离层带，通过地面灌浆设备将浆液通过压力泵注入覆岩离层空间，以此来实现降低地表形变的目的。大条带间歇采煤法一般可分为分层间歇和分段间歇，在“三下”条件下的煤层，运用大条带间歇采煤法，可以有效提高采煤安全度以及保护煤层上的建筑、铁路和水体等安全。在使用大条带间歇采煤技术时，需要注意上行开采顺序利于保留条带不受重复行动影响;不得随意扩大条带宽度和缩小条带宽度;保留条带要尽量不开掘巷道或少开掘巷道。将大条带间歇采煤技术与覆岩离层灌浆采煤技术相结合，就可以创新出兼具条带开采和离层填充的采煤技术，在离层区域灌浆减沉，使离层区填充物和分区隔离柱共同对地表建筑形成支撑保护，弱化煤层开采对地表的影响，确保采煤工作顺利进行。
结语：
“三下”煤矿储量丰富，开采难度较高，社会影响较大。目前“三下”煤层的开采技术发展较为全面，能够在技术上满足煤层开采的需求，但是在效率及开采量等方面就不如人意了。因此需要开发新的采煤技术，提高“三下”煤层开采的安全性，提高“三下”煤层的产煤量。
参考文献：
[1]邓宁.“三下”采煤技术发展现状及前景展望[J].中州煤炭，2011，（12）：56-58+105.
[2]王亚飞.“三下”采煤技术发展现状及发展展望[J].河南科技，2014(3).
[3]宋大伟.“三下”采煤技术应用现状和发展趋势探索[J].现代工业经济和信息化，2015(7).
论文作者:张广军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/8
标签：煤层论文; 技术论文; 矸石论文; 三下论文; 地表论文; 条带论文; 水体论文; 《基层建设》2019年第22期论文;